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Title: Obtenção de emulsões asfálticas modificadas utilizando resíduos industriais
Authors: Lima, Cristian Kelly Morais de
Keywords: Emulsão asfáltica modificada;resíduo industrial polimérico;mistura asfáltica a frio;meio ambiente;Asphalt modified emulsion;industrial polymeric residue;cold-mix asphalt;environment
Issue Date: 3-Aug-2012
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: LIMA, Cristian Kelly Morais de. Obtenção de emulsões asfálticas modificadas utilizando resíduos industriais. 2012. 153 f. Tese (Doutorado em Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias Regionais) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.
Portuguese Abstract: Neste trabalho desenvolveu-se e caracterizou-se emulsões asfálticas catiônicas convencionais e modificadas. As emulsões asfálticas convencionais foram obtidas utilizandose como matéria-prima o Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP 50-70), oriundo da Fazenda Belém (PETROBRAS-Aracati-CE), cedido pela LUBNOR-Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste (Fortaleza-CE). A pesquisa foi iniciada com o desenvolvimento da fase óleo (asfalto + solvente) e da fase aquosa (água + emulsificante + ácido + aditivo), separadamente. Para a obtenção da emulsão asfáltica convencional, a concentração de cada constituinte foi avaliada. Para a fase óleo, o asfalto foi utilizado nas concentrações de 50, 55 e 60 %, e o solvente (querosene) nas concentrações de 15 e 20 %. A temperatura de aquecimento desta fase foi de 120 °C. Para o desenvolvimento da fase aquosa, o emulsificante foi utilizado nas concentrações de 0,3 e 3,0 %, enquanto que o ácido e o aditivo foram utilizados apenas na concentração de 0,3 %. A concentração de água variou de 16,4 a 34,1 % e a temperatura de aquecimento da fase aquosa foi de 60 °C. Após o preparo de ambas as fases, estas foram introduzidas no moinho coloidal, onde permaneceram em aquecimento e em sistema de refluxo, durante 15 minutos. Após a obtenção de cada emulsão asfáltica, foram feitos os seguintes ensaios de caracterização: peneiramento, viscosidade Saybolt Furol, pH, sedimentação, adesividade, resíduo por evaporação e penetração. Após a caracterização das emulsões asfálticas convencionais, escolheu-se a emulsão que apresentou resultados de acordo com a especificação (DNER-EM 369/97) para, em seguida, desenvolver as emulsões asfálticas modificadas. As emulsões asfálticas foram modificadas através da adição de resíduos poliméricos provenientes da indústria de botões e de calçados (sandália e tênis), localizadas no Rio Grande do Norte. Os resíduos poliméricos foram adicionados na emulsão asfáltica de 1 a 6 %. Após a obtenção das emulsões asfálticas modificadas foram feitos os ensaios de caracterização. Concluída tais etapas, continuou-se a pesquisa com o desenvolvimento de misturas asfálticas a frio. O método Marshall foi utilizado como método de dosagem destas misturas. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que foi possível determinar uma composição de emulsão asfáltica convencional que atendesse a alguns requisitos presentes na especificação (DNER-EM 369/97). Quanto às misturas asfálticas a frio, utilizando as emulsões convencionais, conclui-se que, para os teores de emulsão utilizados (5, 6 e 7 %), estas apresentaram valores de estabilidade acima do recomendado na especificação. Para as misturas asfálticas a frio, que utilizaram as emulsões modificadas, os melhores resultados de estabilidade foram obtidos com a emulsão modificada com resíduo de botão
Abstract: The main objective of this research was the development and characterization of conventional and modified cationic asphalt emulsions. The asphalt emulsions were developed by using the Petroleum Asphalt Cement (CAP 50-70) from Fazenda Belém (Petrobras -Aracati-Ce). The first step in this research was the development of the oil phase (asphalt + solvent) and the aqueous phase (water + emulsifying agent + acid + additives), separately. During the experiments for the obtaining of the conventional asphalt emulsion, the concentration of each constituent was evaluated. For the obtaining of the oil phase, kerosene was used as solvent at 15 and 20 wt.%. For the development of the aqueous phase, the emulsifying agent was used at 0.3 and 3.0 wt.%, whereas the acid and the additive were set at 0.3 wt.%. The percentage of asphalt in the asphalt emulsion was varied in 50, 55, and 60 wt.% and the heating temperature was set at 120 °C. The aqueous phase in the asphalt emulsion was varied from 16.4 to 34.1 wt.% and the heating temperature was set at 60 °C. After the obtaining of the oil and the aqueous phases, they were added at a colloidal mill, remaining under constant stirring and heating during 15 minutes. Each asphalt emulsion was evaluated considering: sieve analysis, Saybolt Furol viscosity, pH determination, settlement and storage stability, residue by evaporation, and penetration of residue. After the characterization of conventional emulsions, it was chosen the one that presented all properties in accordance with Brazilian specifications (DNER-EM 369/97). This emulsion was used for the development of all modified asphalt emulsions. Three polymeric industrial residues were used as modifier agents: one from a clothing button industry (cutouts of clothing buttons) and two from a footwear industry (cutouts of sandals and tennis shoes soles), all industries located at Rio Grande do Norte State (Brazil).The polymeric residues were added into the asphalt emulsion (1 to 6 wt.%) and the same characterization rehearsals were accomplished. After characterization, it were developed the cold-mix asphalts. It was used the Marshall mix design. For cold-mix asphalt using the conventional emulsion, it was used 5, 6 and 7 wt.% asphalt emulsion. The conventional mixtures presented stability values according Brazilian specification (DNER-369/97). For mixtures containing asphalt modified emulsions, it was observed that the best results were obtained with emulsions modified by button residue
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15921
Appears in Collections:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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